JPH11138363A - ナット締付装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロッドの端部に回り止め部材を確実に嵌合さ
せることができるナット締付装置を提供する。 【解決手段】 ナット締付装置はソケット部３３と回り
止め部材６０を備えている。ソケット部３３はナット保
持部３４を有しており、回転駆動機構５１によって軸回
りに回転駆動される。ソケット部３３は、加圧機構によ
ってロッド３のねじ部３ａに向って押圧される。回り止
め部材６０は、ソケット部３３の内側に相対回転可能に
かつ軸線方向に移動自在に設けられており、ばね７１に
よってロッド３の方向に付勢されている。回り止め部材
６０は、基体２５に対し所定の角度範囲内で回動可能で
ある。回り止め部材６０はロッド３の端部の受け部３ｂ
に係合可能な形状の係止部６６を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば車両の懸
架機構部に使われるストラットなどのロッドにナットを
締付けるためのナット締付装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１に例示したように、自動車等の懸
架機構部に使用されるストラット（マクファーソンスト
ラット）１は、ショックアブソーバとして機能する筒状
のストラット本体２と、ストラット本体２から突出する
ロッド３と、ロッド３に組付けられたアッパシート４お
よびマウントインシュレータ５と、懸架ばねとして機能
するコイルばね６などを備えている。コイルばね６は、
ストラット本体２に設けたロアシート７と上記アッパシ
ート４との間に、圧縮された状態で設けられている。ス
トラット本体２の下部にナックル取付け用のブラケット
８が設けられ、アッパシート４の下面側にバンプラバー
９が設けられている。

【０００３】このようなストラット１を組立てる場合、
コイルばね６を所定ストロークまで圧縮し、その状態を
保持しつつ、アッパシート４やマウントインシュレータ
５などをロッド３に嵌合させたのち、ロッド３のねじ部
３ａにナットＮを締付けるといった作業が行われる。

【０００４】上記ナットＮをロッド３のねじ部３ａに締
付ける装置として、ナットランナが使われており、従来
のナット締付装置（ナットランナ）は、ナットＮに嵌合
可能な形状のソケット部と、このソケット部をロッド３
の軸回り方向に回転させるためのモータ等を備えてい
る。

【０００５】また、ストラット本体２に対してロッド３
が軸回りに回転できるストラット１の場合には、ナット
Ｎを締付ける際にロッド３がナットＮと一体に回転して
しまうことを防ぐために回り止め部材が採用されてい
る。特に、ナットＮがセルフロックナット（弛み止めの
ためのかしめ部を有するナット）の場合には、ナットＮ
がねじ部３ａを螺進してゆくにつれて締付けに要するト
ルクが急増するため、ナットＮと一体にロッド３が回転
しやすい。このためロッド３の端部を回り止め部材によ
って拘束することにより、ロッド３の連れ回転を抑制す
ることが必要である。

【０００６】従来の回り止め部材は、シャフト状の部材
の先端に係止部を設け、この係止部をロッド３の端部の
非円形状の受け部３ｂに嵌合させるようにしていた。こ
の回り止め部材は、軸回り方向に回転しないように固定
側の部材に支持され、かつ、ばねによってロッド３に向
って付勢されている。この場合、ナットランナによって
ソケット部を回転させることにより、ナットＮがねじ部
３ａを螺進すると、ナットＮがある程度螺進した時点で
ナットＮと一体にロッド３が回転し始める。

【０００７】そしてロッド３が回転する途中で、回り止
め部材の係止部とロッド３の受け部３ｂの軸回り方向の
位置とが互いに合致したときに、上記ばねによって付勢
されている回り止め部材の係止部がロッド３の受け部３
ｂに嵌合することにより、ロッド３の回転が止まり、そ
れ以降はナットＮのみがソケット部によって所定の締付
位置まで螺進するようになっていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の回り止め部材は、軸回り方向に全く回転しないように
なっているため、ナットＮと一体にロッド３の受け部３
ｂが回転する際に、受け部３ｂと回り止め部材の係止部
の回転方向の位置とが瞬間的に合致しても、回り止め部
材の係止部が受け部３ｂに十分に入りきらないまま、ロ
ッド３の回転トルクによって回り止め部材の係止部が受
け部３ｂから外れてしまい、ロッド３が空転を続けるこ
とがあった。

【０００９】従ってこの発明の目的は、ナットの締付け
時にロッドの受け部に対して回り止め部材の係止部を確
実に嵌合させることができるようなナット締付装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
の本発明のナット締付装置の構成は、請求項１に記載し
た通りである。本発明のナット締付装置において、ソケ
ット部に保持されたナットは、ロッドの上方からねじ部
に向かって移動させられ、ソケット部が回転駆動機構に
よって回転駆動されることにより、ロッドのねじ部に螺
合してゆく。

【００１１】そしてナットと一体にロッドが回転し始め
ると、回り止め部材の係止部の軸回り方向の位置とロッ
ドの受け部の軸回り方向の位置とが互いにほぼ一致した
時点で、回り止め部材がロッドと一体にソケット部の回
転方向に一定の角度範囲内で回転する。このため、回り
止め部材の係止部とロッドの受け部とが互いに確実に嵌
合するようになる。この回り止め部材は所定の角度範囲
を回動したのちストッパによって停止し、それ以降はロ
ッドの回り止め機能を果たす。

【００１２】請求項２に記載したように、回り止め部材
を逆方向に回動復帰させることの可能な復帰機構を備え
ていれば、ナットの締付けが完了したのち、この復帰機
構によって回り止め部材を元の位置に速やかに戻すこと
ができ、新たなロッドに対するナットの締付け作業を円
滑に遂行することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の一実施形態につ
いて、図１から図９を参照して説明する。図２に示され
たナット締付装置１０は、ストラット１の自動組立を行
うための設備の一部を構成しており、ストラット１のロ
ッド３のねじ部３ａにナットＮを締付ける工程を分担す
る。ストラット本体２は、例えばターンテーブル等のワ
ーク移送体１１に設けられたストラット支持装置１２に
よって垂直な姿勢で保持されている。

【００１４】ナット締付装置１０は、工場内のフロア側
に設置される固定側のフレーム１５と、フレーム１５に
設けられた上下方向に沿うガイドレール等のガイド部材
１６と、ガイド部材１６に沿って上下方向に移動可能な
昇降ベース１７などを備えており、昇降ベース１７は、
エアシリンダ等を用いた昇降駆動用のアクチュエータ１
８により、所定のストロークで上下させることができる
ようになっている。昇降ベース１７とアクチュエータ１
８は、後述するナット締付ユニット２０のソケット部３
３をロッド３に向って軸線方向に押圧するための加圧機
構２１を構成する。

【００１５】ナット締付ユニット２０は、昇降ベース１
７に配備された基体２５を備えている。図１に示すよう
に、基体２５にベアリング２６が設けられており、この
ベアリング２６によって、軸部２７が上下方向の軸線回
りに回転自在に支持されている。軸部２７の下部側に回
転ヘッド３０が設けられている。

【００１６】回転ヘッド３０は、軸部２７と一体に軸回
り方向に回転可能なソケットホルダ３１と、このソケッ
トホルダ３１にチャック機構３２を介して着脱可能に取
付けられた中空のソケット部３３と、ばね７７などを備
えて構成されている。ソケット部３３の下端には、ナッ
トＮの外周面に嵌合できる形状のナット保持部３４が設
けられている。ばね７７はソケットホルダ３１を押すこ
とにより、ソケット部３３およびナット保持部３４をロ
ッド３のねじ部３ａに向かって押圧するための付勢手段
として機能する。

【００１７】図３等に示すようにチャック機構３２は、
ソケット部３３に係合する鋼球等の可動子３５と、可動
子３５を外周側から押さえ付けるカバー３６と、可動子
３５をソケット部３３に係合させる方向にカバー３６を
付勢するばね３７などからなり、カバー３６を引き上げ
たときに、可動子３５とソケット部３３との係合が解除
されることにより、ソケット部３３をソケットホルダ３
１から取外すことができる。

【００１８】図１に示すように、基体２５の上面側にア
ッパハウジング４０が設けられている。アッパハウジン
グ４０の内面側に、オイルレスベアリング等の軸受部材
４１が設けられている。基体２５の下面側にロアハウジ
ング４２が設けられている。ロアハウジング４２に上記
回転ヘッド３０が上下方向に貫通している。

【００１９】上記軸部２７は、ベアリング２６の内輪に
装着された中空の回転軸４５と、この回転軸４５の外周
部に設けられたギヤ部４６を備えている。ギヤ部４６に
は、駆動ギヤ４７が噛み合っている。駆動ギヤ４７を駆
動する軸４８は、基体２５に設けられたベアリング４９
によって、上下方向の軸回りに回転自在に支持されてい
る。

【００２０】上記駆動軸４８は、モータ等の回転形のア
クチュエータ５０によって回転し、上記駆動ギヤ４７と
軸部２７を介して、ソケット部３３にナットＮを締付け
る方向（第１の方向）のトルクを与えることができるよ
うになっている。これらアクチュエータ５０やギヤ部４
６，駆動ギヤ４７等は、ソケット部３３を回転させるた
めの回転駆動機構５１を構成する。

【００２１】上記回転軸４５の内側に回り止め部材６０
が挿通されている。この回り止め部材６０は、回転軸４
５と同心でかつ回転軸４５の軸線方向に相対移動自在な
長尺な円柱状のシャフト部６１と、シャフト部６１の上
端側に設けたストッパ部６２と、シャフト部６１の上端
近傍に設けた被検出部６３と、シャフト部６１の下端に
設けた回り止め本体６４などを備えている。

【００２２】回り止め本体６４には、ナットＮを吸着可
能な磁力を発生するマグネット６５が設けられている。
また、回り止め本体６４には、その下面側に開口する係
止部６６が形成されている。図９（Ａ）等に示すよう
に、係止部６６の一例は、ロッド３の受け部３ｂと嵌合
可能な断面形状の穴である。図９（Ａ）は図３中の９Ａ
−９Ａ線に沿う断面図である。

【００２３】係止部６６の一例は、互いに平行に面取り
加工されたいわゆる二面幅部６７を有している。ロッド
３の受け部３ｂも、互いに平行に面取り加工された二面
幅部３ｃを有している。すなわち、係止部６６の軸回り
方向の位置と、受け部３ｂの軸回り方向の位置とが互い
に合致したときに、両者が嵌合できるような形状であ
る。

【００２４】図１に示されるように、アッパハウジング
４０の上面側にばねホルダ７０が取付けられている。こ
のばねホルダ７０と回り止め部材６０のストッパ部６２
との間に、コイルばねなどを用いたばね７１が圧縮した
状態で設けられている。このばね７１は、回り止め部材
６０をロッド３の受け部３ｂに向かって押圧するための
付勢手段として機能する。

【００２５】回り止め部材６０の上端側に設けられた被
検出部６３の近傍にセンサ７２が設けられている。この
センサ７２は、基体２５に対して被検出部６３が図１に
実線で示す下降端位置から２点鎖線で示す上昇位置まで
移動したことを検知できるようになっている。

【００２６】回り止め部材６０のシャフト部６１に伝達
金具７５が設けられている。この伝達金具７５は、軸受
部材４１によって、上下方向の軸回りに回転自在に支持
されている。従って回り止め部材６０は、固定側の基体
２５に対して、伝達金具７５と一体にシャフト部６１の
軸回りに回転することができる。

【００２７】図８に示すように、アーム７６が伝達金具
７５に設けられている。すなわちこのアーム７６は、回
り止め部材６０と一体となって、図８中に実線で示す第
１の位置Ｐ1 と２点鎖線で示す第２の位置Ｐ2 との間に
わたり、所定角度範囲のみ往復回動できるようになって
いる。

【００２８】上記アーム７６には、復帰機構８０を構成
するアクチュエータ８１のロッド出力端８２が接続され
ている。アクチュエータ８１は、例えばエアシリンダ等
の流体圧シリンダを用いたものであり、アクチュエータ
８１の内部に圧縮空気等の作動流体を供給することによ
ってロッド出力端８２を縮み側から延び側に駆動したと
きに、アーム７６を上記第２の位置Ｐ2 から第１の位置
Ｐ1 まで移動させることができるようになっている。

【００２９】しかも上記アクチュエータ８１は、アーム
７６が第１の位置Ｐ1 から第２の位置Ｐ2 の方向に回動
する際には、その回動を阻害しないように、例えばアク
チュエータ８１の内部に連通する流体通路のバルブを開
放ポジションに切換えるように構成されている。アーム
７６の近傍には、アーム７６が第１の位置Ｐ1 にあるこ
とを検知するためのセンサ８３と、アーム７６が第２の
位置Ｐ2 にあることを検知するためのセンサ８４が設け
られている。

【００３０】次に、上記構成のナット締付装置１０の作
用について説明する。図２に示すように、ストラット本
体２は、例えばターンテーブル等のワーク移送体１１に
設けられたストラット支持装置１２によって、垂直な姿
勢で保持された状態で、ナット締付ステージに搬送され
てくる。ロッド３は予めロッド引出し装置（図示せず）
によってストラット本体２から伸び側いっぱいに引き出
されている。また、ロッド３の上端に、予めアッパシー
ト４とマウントインシュレータ５などが嵌合されてい
る。

【００３１】ナット締付装置１０のソケット部３３に
は、予めナット供給装置によって、ナットＮがナット保
持部３４に供給され、このナットＮはマグネット６５に
吸着している。このとき、回り止め部材６０のアーム７
６（図８に示す）は、復帰機構８０のアクチュエータ８
１によって第１の位置Ｐ1 に保たれている。

【００３２】ターンテーブル等のワーク移送体１１の回
転に伴い、ロッド３がナット締付ユニット２０の真下に
位置した時点で、ワーク移送体１１の回転が停止する。
この状態で、昇降用アクチュエータ１８によって昇降ベ
ース１７が所定量降下することにより、ナット締付ユニ
ット２０が所定量降下する。

【００３３】すなわち図３に示すように、ロッド３の上
方からソケット部３３がロッド３に向って降下するとと
もに、ソケット部３３が回転駆動機構５１（図１に示
す）によって第１の方向に回転することにより、ナット
Ｎがロッド３のねじ部３ａの上端側から螺合する。

【００３４】セルフロックナット等のナットＮは、ねじ
部３ａに螺合し始めた初期においては、それほど大きな
締付トルクを必要としないから、ソケット部３３の回転
によってナットＮがねじ部３ａにねじ込まれても、始め
のうちはロッド３は回転しない。このため、図４に示す
ようにナットＮはソケット部３３の回転に伴ってねじ部
３ａに螺進してゆく。それに伴って、回り止め部材６０
が相対的に上昇するため、ばね７１の反発荷重によっ
て、回り止め本体６４がロッド３の受け部３ｂの上端面
に弾性的に当接する。

【００３５】そしてナットＮの上端がねじ部３ａにさし
かかると、ナットＮの上端付近に設けられているかしめ
部がねじ部３ａに食い込むようになるため、ナットＮを
回転させるのに要するトルクが増加する。

【００３６】このため、図５に示すように、ナットＮと
一体にロッド３がソケット部３３の回転方向（第１の方
向）に連れ回転するようになる。その回転の途中におい
て、図９（Ｂ）に示すように、ロッド３の端部の受け部
３ｂの軸回り方向の位置と、回り止め部材６０の係止部
６６の軸回り方向の位置が互いにほぼ合致する。なお図
９（Ｂ）は、図５中の９Ｂ−９Ｂ線に沿う断面図であ
る。

【００３７】上記のように係止部６６と受け部３ｂとの
軸回り方向の位置が互いにほぼ合致すると、受け部３ｂ
と係止部６６とが少し係合することにより、ロッド３の
回転に伴って回り止め部材６０がロッド３と一体にソケ
ット部３３の回転方向（第１の方向）のトルクを受け
る。このため回り止め部材６０は、図８に示す第１の位
置Ｐ1 から第２の位置Ｐ2 に向ってアーム７６と共に回
動する。

【００３８】このとき、復帰機構８０のアクチュエータ
８１は、実質的にロッド出力端８２が縮み側に移動する
ことを許すフリー状態に切換わっているから、回り止め
部材６０とアーム７６が上記方向に回動することを妨げ
ない。

【００３９】こうして回り止め部材６０が第１の位置Ｐ
1 から第２の位置Ｐ2 まで回動する間に、受け部３ｂと
係止部６６とが互いに完全に嵌合するのに要する時間を
かせぐことができる。このため係止部６６と受け部３ｂ
は互いに確実に嵌合することができる。

【００４０】そして図６および図９（Ｃ）に示すよう
に、係止部６６と受け部３ｂが所定角度（第２の位置Ｐ
2 まで）回転したところで、図示しないストッパによっ
て回り止め部材６０の回動が停止し、これに伴ってロッ
ド３の回動も停止する。なお、図９（Ｃ）は図６中の９
Ｃ−９Ｃ線に沿う断面図である。

【００４１】このように回り止め部材６０の係止部６６
によってロッド３の回転が阻止されるため、セルフロッ
クナットＮのように、ナットＮがねじ部３ａに螺進する
につれて締付けに要するトルクが増大しても、ロッド３
がナットＮと一体に回転してしまうことが回避される。
このため、図７に示すようにナットＮを所定位置まで締
付けることができ、マウントシンシュレータ５がロッド
３に固定される。

【００４２】ナット締付ユニット２０が下降し、回り止
め本体６４がロッド３の受け部３ｂの上端面に当たり、
回り止め部材６０が上昇し、被検出部６３は上昇位置６
３ａまで上昇する。次に、回り止め部材６０の係止部６
６がロッド３の受け部３ｂに嵌合すると、回り止め部材
６０が下降し、被検出部６３は下降位置６３ｂまで下が
り、センサ７２により、嵌合完了を示す信号が送出され
る。締付完了を示す信号は、アクチュエータ５０に付属
しているトルクトランスジューサ５０ａにより、予め設
定された締付トルクに達したときに検出されて送出され
る。

【００４３】そののち、昇降用アクチュエータ１８が昇
降ベース１７を上昇させる方向に作動し、ナット締付ユ
ニット２０が初期位置に戻る。また、復帰機構８０のア
クチュエータ８１によってアーム７６が第２の位置Ｐ2
から第１の位置Ｐ1 に戻されることにより、回り止め部
材６０が第２の方向に逆回転し、初期位置に戻る。こう
して、ナット１個分の締付けが完了し、ナットＮによる
マウントインシュレータ５とアッパシート４等の固定作
業の１サイクル分が終了する。

【００４４】図１０は回り止め部材６０とロッド３の端
部の変形例を示している。図１０に示す回り止め部材６
０は、前記実施形態と同様の構造のシャフト部６１の下
端に設けた回り止め本体６４に、例えば角柱状の回り止
めチップ６０ａを挿着し、止めねじ６０ｂによって回り
止めチップ６０ａを固定したものである。ロッド３の端
部には回り止めチップ６０ａと対応した形状の角穴（例
えば六角穴）からなる受け部３ｂが形成されている。そ
れ以外の構成と作用効果は前記実施形態と同様である。

【００４５】この変形例の場合も、ソケット部３３によ
ってナットＮを締付ける際に、ソケット部３３の回転に
伴ってナットＮと一体にロッド３が回転し始める。そし
てロッド３の受け部３ｂの軸回り方向の位置と回り止め
チップ６０ａの軸回り方向の位置とがほぼ合致した時点
で、回り止め部材６０がソケット部３３の回転方向に前
記第１の位置Ｐ1 から第２の位置Ｐ2 の方向に回動する
とともに、その回動の間に回り止めチップ６０ａが受け
部３ｂに確実に嵌合することができる。

【００４６】なおこの発明を実施するに当たって、加圧
機構２１やソケット部３３、回転駆動機構５１、回り止
め部材６０、ばね７１等の付勢手段などをはじめとし
て、発明を構成する各要素を種々に変形して実施できる
ことは言うまでもない。

【００４７】

【発明の効果】請求項１に記載した本発明のナット締付
装置によれば、ロッドのねじ部にナットを締付ける際
に、ロッド端部の受け部に回り止め部材を確実に嵌合さ
せることができるため、ロッドがナットと一体に回転し
てしまうことを防止でき、ナットの締付け作業を確実に
行うことができる。そして請求項２に記載した復帰機構
を備えた構成によれば、ナットの締付けが完了したのち
回り止め部材を元の位置に速やかに復帰させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態を示すナット締付装置の
一部の縦断面図。

【図２】 図１に示されたナット締付装置の全体の側面
図。

【図３】 図１に示されたナット締付装置のソケット部
と回り止め部材等の一部を拡大して示す縦断面図。

【図４】 図３に示されたソケット部がナットに嵌合し
た状態の縦断面図。

【図５】 図３に示されたソケット部とロッドが回動し
た状態の縦断面図。

【図６】 図３に示された回り止め部材がロッドの受け
部に嵌合した状態の縦断面図。

【図７】 図３に示されたソケット部によるナットの締
付けが完了した状態の縦断面図。

【図８】 図１に示されたナット締付装置の復帰機構の
平面図。

【図９】 図１に示されたナット締付装置における回り
止め部材とロッドの受け部との位置関係を示す横断面
図。

【図１０】 回り止め部材とロッドの変形例を示す縦断
面図。

【図１１】 ストラットを一部断面で示す側面図。

【符号の説明】

Ｎ…ナット ３…ロッド ３ａ…ねじ部 ３ｂ…受け部 １０…ナット締付装置 ２１…加圧機構 ２５…基体 ３３…ソケット部 ３４…ナット保持部 ５０…アクチュエータ ５１…回転駆動機構 ６０…回り止め部材 ６６…係止部 ７１…ばね（付勢手段） ８０…復帰機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部の断面が異形に形成された受け部を
   備え、該受け部と一体に形成されたロッドのねじ部にナ
   ットを締付けるためのナット締付装置であって、 上記ナットを保持するナット保持部を有しかつアクチュ
   エータにより上記ロッドの軸回り方向に回転可能に設け
   られたソケット部と、 上記ソケット部を上記ロッドの上記ねじ部に向って軸線
   方向に押圧する加圧手段と、 上記ソケット部の内側に上記ソケット部の軸回りに所定
   の角度範囲内で往復回動可能にかつ軸線方向に相対移動
   可能に設けられかつ上記ロッドの受け部に嵌合可能な形
   状の係止部を有する回り止め部材と、 上記回り止め部材を上記ロッドの受け部に向って付勢す
   る付勢手段と、 を具備したことを特徴とするナット締付装置。
2. 【請求項２】上記回り止め部材を上記ソケット部の回転
   方向とは逆の方向に回動させることの可能な復帰機構を
   備えたことを特徴とする請求項１記載のナット締付装
   置。